Testování prototypového měsíčního stanoviště v Arktidě

Za pár měsíců odcestuje dvojice dánských architektů do Arktidy a na tři měsíce se zamknou v izolačním boxu o objemu 600 kubických stop (přibližně velikosti garáže pro dvě auta).

Proč? Věřte tomu nebo ne, nedělají to proto, aby unikli koronaviru. Dělají to pro vědu. Oba muži osobně testují svůj návrh nového stanoviště pro použití na Měsíci, aby zjistili, zda mohou přežít v izolaci podobně jako astronauti na dlouhodobém lunárním pobytu misí.

Digital Trends hovořil s jedním z dvojice, Sebastianem Aristotelisem, generálním ředitelem SAGA Space Architects, spolu s vesmírným psychologem Konstantinem Chterevem, hovořit o jejich konceptu budoucnosti vesmírného bydlení a o tom, jak promyšlená architektura může lidem pomoci v extrémních podmínkách prostředí.

Co nabízí architektura ve vesmíru?

The Lunark stanoviště složí se na asi 100 kubických stop a roztáhne se pomocí systému složitých záhybů, které jsou založeny na japonském origami. Biotop poháněný solárními panely odolá mrazivým teplotám Arktidy, a protože je vytištěn 3D, všechny díly, které je třeba vyměnit, lze snadno znovu vytisknout.

Ale skutečnou inovací biotopu je způsob, jakým je navržen tak, aby vyhovoval psychologickým potřebám jeho obyvatel. Velkou výzvou pro dlouhodobé projekty obydlí ve vesmíru je problém monotónnosti, jakou mají astronauti provádět stejné úkoly a dívat se každý den do stejného prostředí, což se rychle stane nošení. Pro zmírnění tohoto problému má stanoviště Lunark funkce, jako je simulátor počasí a systém, který replikuje přirozený cirkadián těla. rytmy, které poskytují úlevu od šedého, fádního prostředí, které obvykle vytvářejí lidé zaměření na vesmírné inženýrství výzvy.

Architekti však svou práci nevnímají jako v protikladu k tradičním přístupům k vesmírným biotopům. "Pracujeme ve spojení s inženýry, milujeme inženýry," řekl Aristotelis. Ale přístup k tomu, co bylo tradičně považováno za inženýrské problémy, z pohledu architektury má své výhody. „Architekti dělají to, že myslíme na člověka, který zabírá prostor. Takže je vždy zaměřen na člověka a vždy je v centru pozornosti člověk. Bonusem být architektem ve vesmírném průmyslu je, že jsme školeni jiným způsobem, takže problémy řešíme jiným způsobem.“

Jako příklad Aristotelis uvedl výzvy při navrhování biotopu pro Mars, jako to udělal SAGA v předchozím projektu. Většina přístupů k budování biotopů se zaměřuje na snahu znovu vytvořit podmínky podobné Zemi a musí bojovat proti místním podmínky jako silný vítr, hodně prachu a řídká atmosféra, to vše přispívá ke vzniku statické elektřiny elektřina. To bylo obecně považováno za problém, který je třeba vyřešit, protože může způsobit zkraty v elektrických zařízeních. Ale pro Aristotelise to byla výhoda a navržením vnějších panelů pro stanoviště, kde se shromažďovala statická elektřina, mohla být použita k výrobě energie.

Nejen přežít, ale i prosperovat

Nechceme jen, aby lidé přežívali ve svém prostředí,“ řekl Chterev. „Chceme, aby se jim dařilo. Při našem budoucím vesmírném průzkumu chceme, aby se lidé měli co nejlépe. Nejde o to snášet věci, ale dělat to nejlepší, co umíme."

Tento přístup znamená zvážit nejen design stanoviště, ale také to, jak se lidé vyrovnají s výzvami života v izolaci. Jeden psychologický posilovač, který již ve vesmírném průmyslu existuje, je systém balíčků péče o astronauty na palubě Mezinárodní vesmírné stanice (ISS). Zásobovací rakety nesoucí vybavení a základní zásoby také ponechávají malý prostor stranou pro osobní balíčky od přátel a rodiny nebo pro speciálně vyžádané občerstvení. Astronauti z ISS hlásí, že tyto malé lahůdky znamenají dlouhou cestu k udržení jejich nálady časy, protože jim nejen připomínají domov, ale také jim poskytují něco, na co se mohou těšit na.

Jednou z výzev, jak udržet astronauty spokojené na Měsíci, je jednoduše to, jak bezvýznamný je. Neexistuje žádné počasí a jeho dny a noci trvají každý 14 pozemských dní. Existuje zřetelný nedostatek stimulace, což může přispět k pocitům únavy a frustrace. Udržování zhruba 24hodinového cirkadiánního rytmu je důležité pro psychickou stabilitu, takže stanoviště to podpoří díky svému osvětlení, které bude ráno jasně zářit, než ztmavne do teplé růžové nebo oranžové, až bude čas spát.

Další součástí vytváření obydlí pro Měsíc, která podporuje blaho astronautů, je simulace povětrnostních podmínek, aby se zmírnila monotónnost. Počasí je simulováno pomocí osvětlení a zvuků, od krásné duhy po tmavé, bouřlivé dny. I když si možná myslíte, že ideální by byla simulace nekonečných slunečných dnů, ve skutečnosti jakýkoli druh opakujícího se zážitku rychle otupí. To je důvod, proč simulované počasí bude zahrnovat některé dobré dny a některé špatné.

"Nepotřebujeme pouze pozitivní stimulaci, potřebujeme také negativní stimulaci," vysvětlil Aristotelis. "Potřebujeme variaci." Potřebujeme chladný den, abychom cítili teplý den."

Láska k přírodnímu světu

Dalším způsobem, jak zmírnit monotónnost biotopu, je přenést aspekty přírody dovnitř. "Prostřednictvím psychologických studií máme něco, čemu se říká hypotéza biofilie," řekl Chterev. "Což znamená, že máme vrozenou tendenci spojovat se s přírodou."

K tomu dojde dvěma způsoby, a to prostřednictvím vertikální zahrady a systému řas stanoviště. Vertikální zahrada umožňuje obyvatelům pěstovat si malé množství vlastních potravin. Čerstvé ovoce a zelenina jsou nejen cennou komoditou v extrémních podmínkách, ale také proces jejich pěstování a péče o ně je odměňující. I když může být proces plně automatizován, má psychologickou hodnotu nechat obyvatele zkušenostní agentura a vlastnictví pěstováním vlastních potravin. "Je to jako mít vlastního malého mazlíčka," vtipkoval Chterev.

Systém řas se skládá z pytlů řas visících ze stropu, které přeměňují oxid uhličitý na kyslík prostřednictvím fotosyntézy. Teoreticky by mohla být použita k posílení nebo dokonce nahrazení systémů podpory života ve vesmíru a řasy jsou vysoce výživné a lze je také konzumovat. Pro nadcházející izolační experiment bude existovat pouze malý systém řas, takže nebude fungovat jako podpora života, ale bude se denně konzumovat jako doplněk k jídlu.

Neočekávanou výhodou systému jsou zvuky, které vydává. Když je vzduch protlačován sáčky na řasy, vydává tichý bublavý zvuk, který je vysoce uvolňující a poskytuje další druh stimulace.

"Doufáme, že uvidíme budoucnost, kde by velké části systému podpory života mohly být vyměněny za systém řas," řekl Aristotelis. "Bylo by možné získat velkou část vaší výživy pouze z řas."

Vesmírná architektura pro každého

"Pracujeme na budoucnosti, kde do vesmíru neletí jen astronauti, ale také civilisté," řekl Aristotelis. To vyžaduje navrhování prostředí nejen pro vysoce vyškolené, pečlivě vybrané astronauty NASA a dalších vesmírných agentur. Pokud jde o vysílání civilistů do vesmíru, „musíme počítat s jejich blahobytem“.

A jejich plán na pochopení výzev extrémních prostředí je radikální: Aristotelis a jeho spoluzakladatel Karl-Johan Sørensen stráví tři měsíce životem v biotopu v Arktidě na severu Grónsko. Během této doby budou účinně odříznuti od zbytku světa a budou muset přežívají z toho, co si s sebou mohou přinést, přičemž jejich mentální stimulace jim poskytuje samotné stanoviště potřeba.

"Doufáme, že nám to dá lepší představu o tom, jaké jsou nejvlivnější architektonické prvky, které jsou důležité na vesmírné misi," vysvětlil Aristotelis. Ať už je to aspekt přírody od péče o zahradu, cirkadiánní rytmy modulované systémem osvětlení nebo generativní zvukovou kulisu, chtějí vědět, které prvky smyslové stimulace jsou nejdůležitější, aby věděli, na které prvky se zaměřit rozvíjející se.

„Také doufáme, že získáme intuitivní pochopení tohoto typu stanovišť a toho, co potřebujete. Ve vesmíru byli inženýři, vědci a stíhací piloti, ale ve vesmíru ještě nebyli žádní architekti. Vzhledem k naší minulosti můžeme vidět jiná řešení problémů než lidé z jiných oborů.“

Aristotelis také doufá, že čas jeho a jeho kolegy naučí designové prvky, které lze začlenit do práce tady na Zemi: „Myslíme si, že existuje souvislost mezi tím, co potřebuji ve velmi extrémním prostředí, a mým každodenním životem zde na Země. Věci, které se z této mise učíme, nemusí být jen pro cestování vesmírem."

kam dál?

SAGA v tuto chvíli dokončuje fázi prototypu a připravuje se na stavbu. Cílem je zahájit výrobu panelů pro stanoviště během příštího měsíce a dokončit finální aspekty interiéru. Výroba pak začne letos v létě, připravena na izolační experiment, který začne v září. A nakonec tým doufá, že jejich design se dostane do vesmíru: „Naše dlouhodobá naděje je taková jednoho dne verze tohoto stanoviště, možná jeho vzdálená mutace, přistane na Měsíci,“ Aristotelis řekl.

V nejbližší době tým doufá, že přitáhne zájem vesmírných agentur nebo soukromých vesmírných společností, jako je SpaceX. Firma si zatím shání vlastní peníze Kickstarter financovat prototyp stanoviště a experiment a většina kosmického průmyslu se nadále soustředí na technické problémy, jako je vylepšování raket. Ale jak lidé tráví více času ve vesmíru, zaměření na bydlení pravděpodobně poroste.

"V tomto desetiletí, s novými starty, které vycházejí, se začneme více soustředit na obydlí, ať už jde o Měsíc nebo Mars, nebo dokonce o nízkou oběžnou dráhu Země," řekl Chterev. "Myslím, že téma bydlení bude stále populárnější a SAGA k tomu bude na dobrém místě."